CN102897879A - 一种无机-有机复合型絮凝剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机-有机复合型絮凝剂及其制备方法与应用。本发明的无机-有机复合型絮凝剂包含以下质量份计各组分：1质量份的聚合氯化铝铁、0.02～0.08质量份的聚乙烯吡咯烷酮、0.02～0.06质量份的壳聚糖以及0.05～0.15质量份的红粘土。该无机-有机复合型絮凝剂原料简单易得，绿色环保，制备方法简单，只需将各组分顺着混合后搅拌均匀即可。此外，本发明的无机-有机复合型絮凝剂对天然橡胶和/或乳胶加工废水的处理效果非常好，浊度去除率达到95%以上，COD去除率达到70%以上，最高可达到90%～92%。

Description

一种无机-有机复合型絮凝剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种无机-有机复合型絮凝剂及其制备方法与应用。
背景技术
天然橡胶乳胶大量应用于制备各种手套（医用手套、检查手套、家用手套等）、安全套、导尿管、输血胶管等制品，目前我国的天然橡胶消耗量跃居世界前列。但是，天然橡胶乳胶加工生产所带来的大量废水污染，成为制约我国橡胶产业发展的瓶颈。
天然橡胶乳胶加工废水的成份复杂，除主要含橡胶乳清外，还有蛋白质，脂类，糖类和无机盐类等，这给乳胶废水的处理带来很大困难。目前国内外对乳胶加工废水的处理方法主要采用厌氧-氧化塘自然曝气法、厌氧-活性污泥机械强制曝气氧化法、生物转盘法以及水生生物法等，以上方法均存在工艺过程复杂且不完善、处理成本高、周期长、占地面积大、受水质波动影响大，且伴随有恶臭气体产生等缺点。絮凝沉淀法具有速度快、效率高、投资少、方法简便易行、处理效果好、成本低廉等优点，在废水处理过程中具有重要作用，但采用絮凝沉降法处理天然橡胶乳胶加工废水的报道极为少见。
因此，寻找一种新型、快速有效的处理天然橡胶乳胶加工废水的方法或者絮凝剂，成为当务之急。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种无机-有机复合型絮凝剂。
本发明的再一目的在于提供上述无机-有机复合型絮凝剂的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述无机-有机复合型絮凝剂的应用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种无机-有机复合型絮凝剂，包含以下按质量份计各组分：
Figure BDA00002195594300011
所述的无机-有机复合型絮凝剂，优选包含以下按质量份计各组分：
Figure BDA00002195594300022
所述的无机-有机复合型絮凝剂的制备方法，包括以下具体步骤：在35～65℃温度以及250～280r/min转速拌状态下，往100质量份的水中加入所述的1质量份聚合氯化铝铁，搅拌3～4分钟；继续加入所述的0.02～0.08质量份聚乙烯吡咯烷酮，搅拌4～5分钟；继续加入所述的0.02～0.06质量份壳聚糖，搅拌10～15分钟；最后加入所述的0.05～0.15质量份红粘土，搅拌5～8分钟后得到无机-有机复合型絮凝剂。
所述的无机-有机复合型絮凝剂在处理天然橡胶乳胶加工废水中的应用。
本发明制备无机-有机复合型絮凝剂时，各成分的添加顺序十分重要，在水中首先加入聚合氯化铝铁，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，再加壳聚糖，最后添加红粘土，如果顺序不同的话，对产品效果将产生显著影响。
通过以上方法制备的无机-有机复合型絮凝剂采用聚合氯化铝铁溶液直接溶解壳聚糖，避免了由常规酸溶造成水体酸度变化，从而导致复合絮凝剂性能降低，甚至失效，同时也可避免水体二次酸污染。絮凝体系中的壳聚糖大分子，由于含有大量-NH2，能够吸附废水溶液中的质子，使壳聚糖大分子链末端带正电荷，与废水中的带负电胶体粒子发生吸附架桥作用，在无机高分子聚合氯化铝铁和有机高分子聚乙烯吡咯烷酮的协同下，同时发挥无机絮凝剂的电中和作用、有机高分子絮凝剂的吸附架桥作用和沉淀网捕作用，能够迅速提高复合絮凝剂的絮凝能力，因此在达到相同处理效果时，无机-有机复合型絮凝剂的投料量约为单独使用聚合氯化铝铁的一半；在此基础上复合红粘土，利用红粘土粒子在溶液中带负电荷的特性，可加强絮凝过程中的吸附电中和作用，同时红粘土粒子可作为絮体生长的生长核，使生成的絮体更加密实，重量增加，大大缩短絮体下沉时间，极大提高絮凝剂处理效率，对于具有特殊理化性质的天然橡胶乳胶加工废水的处理，具有独特的效果。
本发明与现有技术相比具有如下突出的优点及有益效果：
（1）本发明的无机-有机复合型絮凝剂所需的制备原料简单易得，绿色环保。
（2）本发明的制备方法操作简便，条件温和，原料价格低廉，易于实现工业化生产。
（3）本发明对天然橡胶乳胶加工废水的处理效果非常好，浊度去除率达到95%以上，COD去除率达到70%以上，最高可达到90%～92%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
在35℃温度以及260r/min持续搅拌状态下，往100g的水中加入1g聚合氯化铝铁，搅拌4分钟；继续加入0.02g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌4分钟；继续加入0.02g壳聚糖，搅拌10分钟；最后加入0.05g红粘土，搅拌6分钟后得到无机-有机复合型絮凝剂1。
实施例2
在50℃温度以及260r/min持续搅拌状态下，往100g的水中加入1g聚合氯化铝铁，搅拌4分钟；继续加入0.05g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌4分钟；继续加入0.04g壳聚糖，搅拌10分钟；最后加入0.1g红粘土，搅拌6分钟后得到无机-有机复合型絮凝剂2。
实施例3
在65℃温度以及260r/min持续搅拌状态下，往100g的水中加入1g聚合氯化铝铁，搅拌4分钟；继续加入0.08g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌4分钟；继续加入0.06g壳聚糖，搅拌10分钟；最后加入0.15g红粘土，搅拌6分钟后得到无机-有机复合型絮凝剂3。
效果实施例
取上述无机-有机复合型絮凝剂1～3各4ml，分别加入到1000ml的天然橡胶乳胶加工废水中，搅拌沉淀10分钟后，相应得到处理后的废水1～3。
用HACH 2100AN型浊度仪测量水样浊度，测得废水的起始浊度为852.00NTU，经过处理后的废水1～3的浊度浊度值依次为37.403NTU、9.031NTU以及17.722NTU，根据公式：
浊度去除率%=（起始浊度-剩余浊度）/起始浊度×100%；
计算出各废水1～3的浊度去除率依次为95.61%、98.94%以及97.92%。
取废水上清液用LAR Elox 100型COD水质在线自动监测仪测水样COD值，测得起始废水COD=3235.54mg/L，将上述废水1～3再静置沉降24h后，测得废水上清液COD值依次为862.919mg/L、373.381mg/L以及257.225mg/L，根据公式：
COD去除率%=（起始废水COD-处理后水的COD）/起始废水COD×100%；
计算废水1～3去除率分别为73.33%、88.46%以及92.05%。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无机-有机复合型絮凝剂，其特征在于包含以下按质量份计各组分：
2.根据权利要求1所述的无机-有机复合型絮凝剂，其特征在于包含以下按质量份计各组分：
3.根据权利要求1或2所述的无机-有机复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：在35～65℃温度以及250～280r/min转速拌状态下，往100质量份的水中加入所述的1质量份聚合氯化铝铁，搅拌3～4分钟；继续加入所述的0.02～0.08质量份聚乙烯吡咯烷酮，搅拌4～5分钟；继续加入所述的0.02～0.06质量份壳聚糖，搅拌10～15分钟；最后加入所述的0.05～0.15质量份红粘土，搅拌5～8分钟后得到无机-有机复合型絮凝剂。
4.根据权利要求1或2所述的无机-有机复合型絮凝剂在处理天然橡胶乳胶加工废水中的应用。
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